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江蘇精籟電子科技發展有限公司云南分公司
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道路結冰、積水、積雪解決方案1.簡介每年因雨雪等惡劣天氣的原因,導致大量的人員傷亡,因此及時獲得路面的氣象信息顯得尤為重要
道路結冰、積水、積雪解決方案
1.簡 介
每年因雨雪等惡劣天氣的原因,導致大量的人員傷亡,因此及時獲得路面的氣象信息顯得尤為重要。厚度檢測是路面結冰傳感系統的重要部分,起著核心關鍵作用,但目前國內市場基本被進口傳感器壟斷,檢測技術也同樣受制于人。公司經過多年研究，打破技術壟斷，研究出結冰厚度傳感器，利用波的傳播特性和微電極的伏安特性,建立了結冰厚度檢測工作模型。
主要原理是：結冰傳感器內部元件發射波，波到達冰面、水面、空氣的傳輸速率，振動頻率會發生變化，待波返回時通過傳感器核心元件以及內部算法區分出不同界面，通過波發射及回傳時間差從而得出結冰厚度值。
采用信號檢測技術以及厚比，溫度等多參數融合算法，通過檢測傳感器監測面的不同物質狀態：路面、冰面、空氣等條件下的波返回時間及波峰衰減值，并集成溫度檢測以及溫度補償技術進行結冰以及結冰厚度的監測。
傳感器結構簡單，安裝方便，抗力強，可以用于高速公路、機場、橋梁、城市路面等路面結冰監測，是智能交通、智慧城市等物聯網應用的重要解決方案，同時還可以滿足電力網線塔架覆冰厚度自動連續監測的需求，以及森林、各種野外建筑物、通信塔及海上石油鉆井平臺等惡劣環境下對覆冰厚度的實時連續監測。
1.1結冰傳感器方案分類
1.1.1地埋式結冰傳感器：
地埋式結冰傳感器是一種接觸式的傳感器，通過傳感器的表面接觸來感知道路是否結冰、積水或積雪。安裝相對簡單，但需對路面開孔。
圖1
1.1.2遙感式結冰傳感器：
遙感式通過安裝方式是在路邊安裝監測桿，通過探頭發射紅外線進行測量冰厚，但對于冰、水、雪的分辨有一定誤差。是一種非接觸式的測量方式。但產品價格是地埋式結冰傳感器的8-9倍。
圖2
2.產品技術參數分析
2.1地埋式結冰傳感器
檢測參數：結冰、結冰厚度、干燥、積水、路面溫度、積水厚度
結冰檢測量程：0.5mm~15mm
最小結冰厚度：0.5mm
結冰厚度：50mm
積水量程：0-50mm
積雪量程：0-50mm
結冰報警厚度值：0.5~50mm（可調）
測量精度：±1% FS
通訊方式：RS485(modbus RTU)
工作溫度：-40℃~85℃
存儲溫度：-55℃~85℃
工作電壓：3.3VDC 或 5~30VDC
工作濕度：0~99%RH
外形尺寸：Φ60*34mm
防護等級：IP67
2.2遙感式結冰傳感器
檢測參數：結冰、結冰厚度、干燥、積水、路面溫度、能見度、積水厚度
結冰檢測量程：0.5mm~15mm
最小結冰厚度：1.2mm
結冰厚度：50mm
積水量程：5-50mm
最小積水厚度：5mm
積雪測量量程：1-50mm
測量精度：±5% FS
工作溫度：-40℃~85℃
2.3綜合分析地埋式由于直接與實物接觸體現出精度和最小測量值更好一些，在冰與水的分辨上，地埋式也更優于遙感式。但是地埋式沒有能見度檢測這個功能。
3.應用領域
高速公路、機場、橋梁
城市立交
景區道路
山區道路
電力網線、塔架、野外設備、
海上鉆井平臺、河面、湖面結冰
道路新型除冰系統
4.安裝方式
4.1地埋式結冰傳感器安裝：
安裝在可能結冰影響安全的場所，探頭部分需要將探頭的探測薄膜與需要探測的物質接觸，使所需探測的物質結冰的同時，探頭也可以同步結冰。才能使產品探測有效。
安裝時先如圖3所示于道路安裝點開稍大于產品直徑的孔，放入傳感器。把傳感器信號線引出于側邊走線管引出信號線即可。如圖4所示，把開孔稍大部分填實即可安裝完成。圖3
圖4
遙感式結冰傳感器安裝：
一體式安裝，于道路側設立安裝桿，安裝桿上有測冰探頭、測雪探頭、能見度探頭、太陽能電池板。安裝參考路燈安裝方法。
4.3地埋式結冰傳感器選型表
型號 | JS-J/E | J (檢測是否結冰及冰厚數據) E（檢測是否結冰及冰厚數據及溫度數據) |
JS-F | F（檢測是否結冰及冰厚數據以及輸出溫度、冰水液面等數據定制) | |
殼體材質 | 304/316不銹鋼 | A |
四氟防腐 | B | |
現場顯示 | 帶 | X |
不帶 | F | |
溫度 | 常溫 （-20℃-100℃） | C |
定制 | D | |
輸出信號 | 開關量 | K |
模擬量 | M | |
數字量 | S | |
內部器件 | 國產 | G |
內部器件 | 進口 | W |
安裝方式 | 地埋式/外貼式/ 管道式/特殊式 | |
壓力 | 用戶提供 |
4.4
型號 | JS-YG
| J (檢測是否結冰及冰厚數據) E（檢測是否結冰及冰厚數據及溫度數據) F（檢測是否結冰及冰厚數據以及輸出溫度、冰水液面等數據定制) |
殼體材質 | 304/316不銹鋼 | A |
四氟防腐 | B | |
現場顯示 | 帶 | X |
不帶 | F | |
溫度 | 常溫 （-40℃-70℃） | C |
定制 | D | |
內部器件 | 國產 | G |
內部器件 | 進口 | W |
安裝方式 | 立桿式 | U |
5.無線遠傳終端
5.1地埋式無線終端
圖5
2G-4G兼容通信，流量后臺管理，客戶后臺可管理相應流量卡及設備全年全24小時不間斷通信，確保結冰信號不中斷全天候技術人員服務，可以遠程重啟設備，調試設備，客戶可自行管理后臺，保障客戶信息安全。
圖6
5.2結冰傳感器系統功能
圖7
實時冰厚值顯示
實時冰厚曲線圖
每個探頭單獨顯示界面
歷史數據查詢
數據報表打印記錄
地圖路段結冰預報警
可遠程修改各個結冰傳感器的設置參數、重啟、升級軟件等
5.3如圖7所示為地埋式系統框圖。結冰傳感器信號經過終端無線發送至遠程監控室進行顯示，或道路段大屏顯示都可以。
圖8
5.4圖9
如圖9所示為地埋式太陽能板供電示意圖。
5.5遙感式結冰傳感器系統與地埋式系統同平臺
圖10
6.產品售后
地埋式結冰傳感器產品質保三年、遙感式結冰產品質保一年。安裝完成后需對現場安裝情況進行檢查，并檢查系統服務器是否接受信號正常。
需廠家對現場產品進行調試安裝則提前申報交通管制，與廠家維護人員進行維護處理。
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